Die Spezialistin für algebraische Geometrie und Zahlentheorie an der Freien Universität hat mehr als einhundert wissenschaftliche Arbeiten veröffentlicht, was in ihrer Disziplin außergewöhnlich ist. In der mathematischen Fachwelt wird sie häufig zitiert.

Von 1990 bis 2012 lehrte und forschte die gebürtige Französin an der Universität Duisburg-Essen, an der auch ihr Mann Eckart Viehweg bis zu seinem Tod 2010 einen Lehrstuhl für Mathematik innehatte. Gemeinsam verfassten die beiden Spitzenwissenschaftler in dieser Zeit mehr als 20 bedeutende Veröffentlichungen. Für ihre Leistungen erhielten beide Mathematiker im Jahr 2003 den Leibniz-Preis der Deutschen Forschungsgemeinschaft, der als wichtigster Wissenschaftspreis Deutschlands gilt.

Hélène Esnault ist Mitglied der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina und der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften sowie der wissenschaftlichen Redaktionen von renommierten Fachjournalen wie dem „Duke Mathematical Journal“, den „Mathematischen Annalen“ und dem „Astérisque“. Sie erhielt zahlreiche weitere Auszeichnungen in Frankreich und im Ausland. An der Freien Universität lehrt die Mathematikerin seit Oktober 2012 als erste Einstein-Professorin.